МЛ-1
ML-1 был экспериментальным ядерным реактором, построенным в рамках ядерно-энергетической программы армии США в период с 1961 по 1965 год. Он был предназначен для обеспечения ядерной энергии на грузовиках, которая могла бы сопровождать войска с места на место и обеспечивать электроэнергией командные и коммуникационные центры. эвакуационные госпитали, склады, а также радиолокационные системы и системы вооружения. [ 1 ] : 99
В отличие от других семи реакторов этой программы, в нем не использовалась паровая турбина, а вместо этого использовался азотный теплоноситель с плотностью 315 фунтов на квадратный дюйм (2170 кПа) для привода газовой турбины замкнутого цикла . Он был спроектирован для производства 3,3 МВт тепловой энергии и 400 кВт мощности на валу с температурой на выходе 1200 ° F (649 ° C). [ 2 ]
Хотя концепция азотной газовой турбины замкнутого цикла была сильной, конструкция не оправдала ожиданий, и от нее отказались с закрытием ML-1 в 1965 году после нескольких капитальных ремонтов и всего за несколько сотен часов испытаний, завершенных в общей сложности. . Подобные концепции были недавно предложены в рамках программы PBMR как ее производные.
Экономический анализ 1964 года пришел к выводу, что общие затраты на приобретение и эксплуатацию МЛ-1 в течение 10 лет будут примерно в десять раз выше, чем у сопоставимой дизельной установки при обычных затратах на топливо. [ 3 ]
Концепция
[ редактировать ]
Базовая концепция газовой турбины замкнутого цикла, использующей азот, относительно инертный газ, в замкнутом контуре с источником тепла деления, расположенным между компрессором и ступенями турбины газовой турбины, была и остается очень сильной.
Таким образом, Комиссия по атомной энергии сочла, что такой реактор может удовлетворить потребности армии; Армия заинтересовалась, и начался процесс проектирования и изготовления.
Проектирование и изготовление
[ редактировать ]Проектирование МЛ-1 было обусловлено требованиями заказчика, то есть армии, которая хотела, чтобы турбина могла транспортироваться самолетом (имея небольшой вес и по размерам являясь грузовым контейнером), что и привело инженеров Aerojet-General Nucleonics, генеральному подрядчику, чтобы сделать необычный выбор дизайна.
Обширная защита была исключена в пользу зоны отчуждения персонала шириной 500 футов (150 м) во время работы; были включены устройства повышения эффективности, такие как рекуператоры; изоляция была выбрана таким образом, чтобы поддерживать тепловые показатели в оптимальных пределах; реализована сложная система управления и сложное ядро; Для этого проекта была разработана совершенно новая газовая турбина; а рабочее тело – азот – сжималось до 9 стандартных атмосфер (910 кПа).
Спецификация проекта достигла своих целей; завод работал (на бумаге); и был транспортабельным для нужд армии.
ML-1 был изготовлен в соответствии с техническими условиями, хотя позже было обнаружено, что присутствовали материалы, не соответствующие спецификации (указанный сплав нержавеющей стали для некоторых трубопроводов марки 316L имел недостаточное количество хрома в своем составе в нескольких местах, что делало его восприимчивым к коррозии. ), хотя в поставляемом продукте это не сразу проявилось.
Приемочное тестирование
[ редактировать ]МЛ-1 впервые заработала в качестве электростанции 21 сентября 1962 года, производя всего несколько киловатт электроэнергии. Впервые он достиг полной мощности 28 февраля 1963 года. [ 1 ] : 100 . 4 марта после первого 100-часового испытания на высокой мощности было обнаружено, что газ-хладагент просачивался в воду замедлителя. Завод был разобран, перестроен и снова заработал весной 1964 года. [ 1 ] : 101
ML-1 работал (хотя и не в соответствии со спецификацией, достигнув пиковой мощности только в 66% от заданной электрической мощности), но на пути к работе у него было множество серьезных проблем. Быстрые отключения были обычным явлением, часто из-за ложных показаний датчиков, в то время как реальные механические проблемы - с неядерными компонентами системы - часто оставались незамеченными до тех пор, пока не возникал определенный ущерб. Справедливо или несправедливо, но высшее армейское руководство в определенной степени стало считать его «лимоном», а сокращение бюджета из-за войны во Вьетнаме закрыло его навсегда в 1965 году.
Анализ
[ редактировать ]Адамс [ ВОЗ? ] утверждает, что проект и реализация ML-1 были ошибочными из-за решения построить усовершенствованную, высокоэффективную, легко транспортируемую азотную газовую турбину замкнутого цикла до того, как была создана какая-либо другая функциональная версия конструкции. [ 4 ]
Адамс полагает, что конструкторы ML-1 приняли несколько неправильных решений, в том числе добавили ненужный рекуператор для повышения эффективности, использовали непроверенный в «реальном мире» водотрубный источник тепла деления на основе каландрии, используя давление в девять атмосфер на компрессоре. входное отверстие, которое экономило место, но требовало турбины, изготовленной по индивидуальному заказу, а не турбины, рассчитанной на атмосферное давление, с размещением изолирующей фольги внутри газового трубопровода для повышения эффективности (фольга позже порвалась и загрязнила замкнутый контур своими крапинками, что вызвало проблемы с расслоением для инженеров) и использование изготовленных по индивидуальному заказу, первых в своем роде компонентов вместо использования коммерчески проверенных самолетов или турбин, производящих электроэнергию. [ 4 ]
Ссылки и примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Суид, Лоуренс Х. (1990). Армейская программа ядерной энергетики: эволюция агентства поддержки . Вклад в военные исследования, номер 98. ISBN 978-0-313-27226-4 .
- ^ Уэйн, У.Д. (15 июня 1963 г.). «Первичные энергетические испытания атомной электростанции МЛ-1». Девятое ежегодное собрание Американского ядерного общества . Солт-Лейк-Сити, Юта (США): Aerojet-General Nucleonics. ОСТИ 4880928 .
- ^ США (19 февраля 1964 г.). «Законодательство AEC: слушания в Объединенном комитете по атомной энергии Конгресса США. 88-й Конгресс, 2-я сессия» . Соединенные Штаты. Конгресс. Объединенный комитет по атомной энергии : 414 . Проверено 30 ноября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Адамс, Родни (Род) М. (ноябрь 1995 г.). «Мобильная энергетическая система МЛ-1: реактор в коробке» . Атомные идеи . США: Adams Atomic Engines, Inc. Проверено 27 октября 2009 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Армейская программа ядерной энергетики — виртуальная выставка экспериментальных реакторов в штаб-квартире Инженерного корпуса армии США
- [1] Отчет о конструкции МЛ-1 (1960 г.)
- [2] Исследования транспортабельности: АЭС МЛ-1 (1960 г.)
- [3] Испытание на полную мощность и ограниченную долговечность атомной электростанции МЛ-1 (1964 г.)
- [4] Ежеквартальные отчеты о ходе реализации программы армейских реакторных систем с газовым охлаждением (1963-1964 гг.)
- [5] Перенос реактора МЛ-1 (1965 г.), описание и фотографии перемещения МЛ-1 с места испытаний на другую площадку поблизости на грузовике.
- [6] Описание и история программы ML-1, из Законодательства Комиссии по атомной энергии (1966 г.).
- Мобильная атомная электростанция МЛ-1 - документальный фильм Комиссии по атомной энергии о МЛ-1.
- Учет целей и проблем ML-1.